CN113431588B - 一种分岔隧道用施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分岔隧道用施工方法，在主隧道中，利用双侧壁导坑法同步开挖左右两侧中上部的导坑，两侧中上部的导坑分别被设定为第一导坑和第二导坑，第一导坑与主线岔道处于主隧道的中心线同一侧，当第一导坑开挖至分界面时，继续沿同一尺寸掌子面开挖，以实现主线岔道中上台阶的开挖；当第二导坑开挖至分界面时，停止开挖；主线岔道中上台阶开挖设定距离后，进行初期支护；主线岔道中上台阶初期支护完成后，在分界面处沿着第二导坑的位置继续开挖设定距离，以实现匝线岔道中上台阶的开挖；然后按照匝线岔道落后主线岔道设定距离的方式，依次利用台阶法完成主线岔道及匝线岔道的开挖。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工设备技术领域，具体涉及一种分岔隧道用施工方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
如今隧道技术发展迅速，隧道的开挖方法有多种形式，根据隧道的长短、断面大小以及围岩等级等采用不同的开挖方法。
双侧壁导坑法是钻爆法中安全性较高的施工方式，但施工速度较慢，成本较高。适用于挖掘大断面隧道，且围岩为不稳定岩体。台阶法灵活多变、适用性强，施工速度快，台阶有利于开挖面的稳定性。
发明人了解到，面对施工条件的限制，一种施工方式不能满足于施工现状，对于一些断面大小有所改变的洞段、地质条件发生变化的洞段、单隧道变化为双隧道的分岔口等，需要变化施工方式，以保证施工速度、施工质量和施工安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种分岔隧道用施工方法，能够至少解决上述技术问题之一。
为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供一种分岔隧道用施工方法，主隧道的末端形成分界面，主隧道采用双侧壁导坑法开挖，主线岔道及匝线岔道采用台阶法开挖，在主隧道中，利用双侧壁导坑法同步开挖左右两侧中上部的导坑，两侧中上部的导坑分别被设定为第一导坑和第二导坑，第一导坑与主线岔道处于主隧道的中心线同一侧，当第一导坑开挖至分界面时，继续沿同一尺寸掌子面开挖，以实现主线岔道中上台阶的开挖；当第二导坑开挖至分界面时，停止开挖；
主线岔道中上台阶开挖设定距离后，进行初期支护；
主线岔道中上台阶初期支护完成后，在分界面处沿着第二导坑的位置继续开挖设定距离，以实现匝线岔道中上台阶的开挖；
然后按照匝线岔道落后主线岔道设定距离的方式，依次利用台阶法完成主线岔道及匝线岔道的开挖。
作为进一步的改进，在第一导坑及第二导坑挖掘至分界面时，同时进行第一导坑及第二导坑下方的下部导坑的开挖。
作为进一步的改进，所述第一导坑的底面高度等于主线岔道中上台阶的底面高度，第二导坑的底面高度等于匝线岔道中上台阶的底面高度。
作为进一步的改进，沿第一导坑挖掘至主线岔道处转为上台阶开挖、沿第二导坑挖掘至匝线岔道处转为上台阶的开挖均需要完成扩孔，以适应第一导坑与主线岔道的尺寸差距、第二导坑与匝线岔道的尺寸差距。
作为进一步的改进，主线岔道与匝线岔道开挖间距需始终保持在35～40m范围。
作为进一步的改进，匝线岔道开挖下台阶时，远离中夹岩墙侧先行开挖，左右侧错开5～8m，且匝线岔道开挖必须在主洞锚杆施做注浆浆液固结及初期达到一定强度、变形稳定后才能进行。
作为进一步的改进，匝线岔道按照单洞台阶法开挖施工方法进行施工，施工后施做初期支护，对靠近中夹岩墙侧围岩采用中空注浆锚杆锚固预加固，建立初期支护体系。
以上一个或多个技术方案的有益效果：
本发明适用于由单隧道向多隧道的转变的隧道段，不需要在施工方法转变的过程中添加过渡段，有利于减轻施工的复杂程度，加快施工速度，节约经济成本，缩短工期。
双洞台阶法施工时小净距隧道的错开形式及错开距离是影响中夹岩墙体稳定的主要因素，先后行洞错距是影响中夹岩墙竖向变形及中心点受力的主要因素，其错开距离的增加属于中夹岩墙的不利因素。掌子面错距是影响中夹岩墙水平变形及隧道断面变形的主要因素，掌子面错距增加对隧道断面开挖有利而对中夹岩墙水平位移，但会对中心受力及塑性分布产生不利影响。所以综合考虑两因素影响，主线隧道于匝道隧道开挖间距需始终保持在35～40m范围，有效提高了中夹岩墙的稳定性与完整性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是本发明实施例中双侧壁导坑法施工示意图；
图2是本发明实施例中主线隧道与匝道隧道台阶法施工示意图；
图3是本发明实施例中中夹岩墙加固图示意图；
图4是本发明实施例中施工流程示意图。
图中，1、上导坑；2、中导坑、3、下导坑；4、临时支撑；5、主线隧道上台阶；6、主线隧道下台阶左侧；7、主线隧道下台阶右侧；8、匝道隧道上台阶；9、匝道隧道下台阶右侧；10、匝道隧道下台阶左侧；11、对拉锚杆；12、中夹岩墙。
具体实施方式
本实施例提供一种分岔隧道用施工方法，主隧道的末端形成分界面，主隧道采用双侧壁导坑法开挖，主线岔道及匝线岔道采用台阶法开挖(即双洞台阶法)。
此处的主线岔道为先行隧道，匝线岔道为后行隧道。
在主隧道中，利用双侧壁导坑法同步开挖左右两侧中上部的导坑，两侧中上部的导坑分别被设定为第一导坑和第二导坑，第一导坑与主线岔道处于主隧道的中心线同一侧，当第一导坑开挖至分界面时，继续沿同一尺寸掌子面开挖，以实现主线岔道中上台阶的开挖；当第二导坑开挖至分界面时，停止开挖；
主线岔道中上台阶开挖设定距离后，进行初期支护；
主线岔道中上台阶初期支护完成后，在分界面处沿着第二导坑的位置继续开挖设定距离，以实现匝线岔道中上台阶的开挖；
然后按照匝线岔道落后主线岔道设定距离的方式，依次利用台阶法完成主线岔道及匝线岔道的开挖。
本实施例中，在第一导坑及第二导坑挖掘至分界面时，同时进行第一导坑及第二导坑下方的下部导坑的开挖。
本实施例中，所述第一导坑的底面高度等于主线岔道中上台阶的底面高度，第二导坑的底面高度等于匝线岔道中上台阶的底面高度。
本实施例中，沿第一导坑挖掘至主线岔道处转为上台阶开挖、沿第二导坑挖掘至匝线岔道处转为上台阶的开挖均需要完成扩孔，以适应第一导坑与主线岔道的尺寸差距、第二导坑与匝线岔道的尺寸差距。
本实施例中，主线岔道与匝线岔道开挖间距需始终保持在35～40m范围。
本实施例中，匝线岔道开挖下台阶时，远离中夹岩墙侧先行开挖，左右侧错开5～8m，且匝线岔道开挖必须在主洞锚杆施做注浆浆液固结及初期达到一定强度、变形稳定后才能进行。
在双洞台阶法施工过程中采用预裂爆破技术，靠近中夹岩墙一侧采用分次爆破施工，控制隧道衬砌处的震动速度控制在3cm/s以内，降低对中间岩柱的扰动，保证了中夹岩墙柱的稳定和完整，有利于提高施工的安全以及质量。
具体的，以图1至图3为例：当双侧壁导坑法施工，双侧壁导坑法的上导坑1上导坑、中导坑2中导坑施工至双洞台阶法主线岔道处时，按主线岔道上台阶5主线岔道台阶上台阶高度进行开挖，主线岔道上台阶5主线岔道上台阶一次开挖约15～30m，需扩挖至完整开挖轮廓线，开挖完成后立即采用钢支撑进行支护，钢支撑采用I16型钢拱架，单次开挖进尺2榀拱架间距。
如图1、2所示，主线岔道下台阶左侧6主线岔道下台阶左侧在主线岔道上台阶5主线岔道上台阶喷射混凝土强度达到设计强度的70％后滞后主线岔道上台阶5主线岔道上台阶20～30m开挖，主线岔道下台阶左侧6主线岔道下台阶马口落底长度：单次落底2～3榀钢架长度，应一次落底，尽快封闭成环，主线岔道下台阶左侧6主线岔道下台阶左右两侧错开5～8m同步推进。
如图1、2所示，当双侧壁导坑法的右侧上导坑1上导坑、中导坑2中导坑、施工至匝线岔道处，此时应停止匝线岔道开挖，但双侧壁导坑法于匝道掌子面后方的其他导坑继续施工，直至到达匝线岔道掌子面处停止，待主线岔道开挖进尺约40m后继续施工，匝线岔道开挖亦采用两台阶法开挖，匝线岔道上台阶8匝线岔道上台阶一次开挖进尺15～30m，需扩挖至完整开挖轮廓线，开挖完成后立即采用钢支撑进行支护，钢支护选用与主线岔道相同；匝线岔道下台阶右侧9匝线岔道下台阶右侧、匝线岔道下台阶左侧10匝线岔道下台阶左侧在匝线岔道上台阶8匝线岔道上台阶开挖20～30m后开挖，下台阶马口落底长度：单次落底2～3榀钢架长度，应一次落底，尽快封闭成环，匝线岔道下台阶右侧9匝线岔道下台阶右侧、匝线岔道下台阶左侧10匝线岔道下台阶左侧应错开5～8m同步推进。
如图3所示，为减小对中夹岩墙的不良影响，匝道分部开挖进尺同主洞应始终保持在35～40m的范围，且后行匝道开挖必须在主洞锚杆施做注浆浆液固结及初期达到一定强度、变形稳定后才能进行，开挖后及时架设钢支撑，施作锚杆、钢筋网、喷混凝土。
如图3所示，进行对拉锚杆施工：在先行隧道下半断面按设计位置钻孔打穿岩体，凿除杆体两端初支砼弧线部分，使锚垫板与砼面密贴。锚垫板预留注浆孔，用扭矩扳手将锚固螺母拧紧锁定后向孔内注浆；完成注浆后用C25喷射砼封闭锚头。
当围岩存在裂隙或薄弱夹层时施作φ25中空锚杆注浆加固。
在双侧壁导坑法向双洞台阶法转换的断面与交界处，围岩应力集中，应对小净距段主线道及匝道进行加强支护。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种分岔隧道用施工方法，主隧道的末端形成分界面，主隧道采用双侧壁导坑法开挖，主线岔道及匝线岔道采用台阶法开挖，其特征在于：
在主隧道中，利用双侧壁导坑法同步开挖左右两侧中上部的导坑，两侧中上部的导坑分别被设定为第一导坑和第二导坑，第一导坑与主线岔道处于主隧道的中心线同一侧，当第一导坑开挖至分界面时，继续沿同一尺寸掌子面开挖，以实现主线岔道中上台阶的开挖；当第二导坑开挖至分界面时，停止开挖；
主线岔道中上台阶开挖设定距离后，进行初期支护；
主线岔道中上台阶初期支护完成后，在分界面处沿着第二导坑的位置继续开挖设定距离，以实现匝线岔道中上台阶的开挖；
然后按照匝线岔道落后主线岔道设定距离的方式，依次利用台阶法完成主线岔道及匝线岔道的开挖。
2.根据权利要求1所述的分岔隧道用施工方法，其特征在于，在第一导坑及第二导坑挖掘至分界面时，同时进行第一导坑及第二导坑下方的下部导坑的开挖。
3.根据权利要求1所述的分岔隧道用施工方法，其特征在于，所述第一导坑的底面高度等于主线岔道中上台阶的底面高度，第二导坑的底面高度等于匝线岔道中上台阶的底面高度。
4.根据权利要求1所述的分岔隧道用施工方法，其特征在于，沿第一导坑挖掘至主线岔道处转为上台阶开挖、沿第二导坑挖掘至匝线岔道处转为上台阶的开挖均需要完成扩孔，以适应第一导坑与主线岔道的尺寸差距、第二导坑与匝线岔道的尺寸差距。
5.根据权利要求1所述的分岔隧道用施工方法，其特征在于，主线岔道与匝线岔道开挖间距需始终保持在35～40m范围。
6.根据权利要求1所述的分岔隧道用施工方法，其特征在于，匝线岔道开挖下台阶时，远离中夹岩墙侧先行开挖，左右侧错开5～8m，且匝线岔道开挖必须在主洞锚杆施做注浆浆液固结及初期达到一定强度、变形稳定后才能进行。
7.根据权利要求1所述的分岔隧道用施工方法，其特征在于，匝线岔道按照单洞台阶法开挖施工方法进行施工，施工后施做初期支护，对靠近中夹岩墙侧围岩采用中空注浆锚杆锚固预加固，建立初期支护体系。
8.根据权利要求7所述的分岔隧道用施工方法，其特征在于，初期支护体系、中夹岩墙与围岩共同组成承荷体系。
9.根据权利要求7所述的分岔隧道用施工方法，其特征在于，当围岩存在裂隙或薄弱夹层时施作中空锚杆注浆加固。
10.根据权利要求7所述的分岔隧道用施工方法，其特征在于，在分界面处，应对小净距段主线道及匝道进行加强支护。
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| CN113431588A (zh) | 2021-09-24 |
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